一种飞机部件振动疲劳特性测试系统及其方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114813005A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210745122.8(22)申请日2022.06.29(71)申请人中国飞机强度研究所地址710065陕西省西安市雁塔区电子二路3号(72)发明人王彬文何石刘小川王纯白春玉(74)专利代理机构北京航信高科知识产权代理事务所(普通合伙)11526专利代理师郭鹏鹏(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)B64F5/60(2017.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种飞机部件振动疲劳特性测试系统及其方法(57)摘要本申请属于飞机部件试验件的测试技术领域，涉及一种飞机部件振动疲劳特性测试系统及其方法，其中方法包括：在宽频率范围内，对飞机部件试验件进行扫频，得到飞机部件试验件初始的共振频率、阻尼比以及与激振的幅值比，以及确定飞机部件试验件的共振频率搜索范围，并在该范围内对飞机部件试验件进行扫频，得到飞机部件试验件精确的共振频率、阻尼比以及与激振的幅值比，结合测试系统的频率分辨率，得到应用跟踪相位差；基于飞机部件试验件的精确共振频率，以飞机部件试验件的共振频率搜索范围为驻留范围，以应用跟踪相位差为跟踪相位差，采用相位差跟踪共振驻留法对飞机部件试验件进行振动疲劳特性测试。CN114813005ACN114813005A权利要求书1/2页1.一种飞机部件振动疲劳特性测试方法，其特征在于，包括：在宽频率范围内，对飞机部件试验件进行扫频，得到飞机部件试验件的初始共振频率、初始阻尼比以及与激振的初始幅值比；基于飞机部件试验件的初始共振频率、初始阻尼比以及与激振的初始幅值比，确定飞机部件试验件的共振频率搜索范围；在飞机部件试验件的共振频率搜索范围内，对飞机部件试验件进行扫频，得到飞机部件试验件的精确共振频率、精确阻尼比以及与激振的精确幅值比；基于飞机部件试验件的精确阻尼比、与激振的精确幅值比以及测试系统的频率分辨率，对理论跟踪相位差进行修正，得到应用跟踪相位差；基于飞机部件试验件的精确共振频率，以飞机部件试验件的共振频率搜索范围为驻留范围，以应用跟踪相位差为跟踪相位差，采用相位差跟踪共振驻留法对飞机部件试验件进行振动疲劳特性测试。2.根据权利要求1所述的飞机部件振动疲劳特性测试方法，其特征在于，所述基于飞机部件试验件的初始共振频率、初始阻尼比以及与激振的初始幅值比，确定飞机部件试验件的共振频率搜索范围，具体为：Fu=10e/2Fr；Fd=10‑e/2Fr；e=10Er/4.4Nr2；其中，Fu为飞机部件试验件的共振频率搜索范围的上限；Fr为飞机部件试验件的初始共振频率；Fd为飞机部件试验件的共振频率搜索范围的下限；e为飞机部件试验件共振频率偏差系数；Er为飞机部件试验件的初始阻尼比；Nr为飞机部件试验件与激振的初始幅值比。3.根据权利要求2所述的飞机部件振动疲劳特性测试方法，其特征在于，所述基于飞机部件试验件的精确阻尼比、与激振的精确幅值比以及测试系统的频率分辨率，对理论跟踪相位差进行修正，得到应用跟踪相位差，具体为：Wr=Wo(1‑aE)b；a=10NE/ΔF；b=NE/2ΔF2；其中，Wr为应用跟踪相位差；Wo为理论跟踪相位差；a、b为跟踪相位差偏差系数；E为飞机部件试验件的精确阻尼比；N为飞机部件试验件与激振的精确幅值比；ΔF为测试系统的频率分辨率。4.根据权利要求1所述的飞机部件振动疲劳特性测试方法，其特征在于，2CN114813005A权利要求书2/2页还包括：在对飞机部件试验件进行振动疲劳特性测试之前，选取对飞机部件试验件进行振动疲劳特性测试的激振量级，具体为：以飞机部件试验件的精确共振频率锁定激振频率，对飞机部件试验件进行振动，标定飞机部件试验件预期振动破坏位置应变响应与飞机部件试验件振动响应的对应关系；以飞机部件试验件预期振动破坏位置应变响应，乘以飞机部件试验件的弹性模量，得到飞机部件试验件预期振动破坏位置应力响应；以飞机部件试验件振动响应，除以飞机部件试验件与激振的精确幅值比，得到激振量级；构建飞机部件试验件预期振动破坏位置应力响应与激振量级间的对应关系，基于该关系，选取对飞机部件试验件进行振动疲劳特性测试的激振量级。5.一种飞机部件振动疲劳特性测试系统，用以实现权利要求1‑4任一所述的飞机部件振动疲劳特性测试方法，其特征在于，包括：激振台（1）；激振夹具（2），连接在所述激振台（1）上；飞机部件试验件（3），由所述激振夹具（2）夹持；功率放大器（4），连接所述激振台（1）；加速度传感器（5），连接在所述激振台（1）上；激振测控仪（6），与所述功率放大器（4）、加速度传感器（5）连接，构成对所述激振台（1）激振的负反馈控制，进而控制所述飞机部件试验件（3